Генератор случайного процесса

Генератор случайного процесса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (и) 605226

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.12.76 (21) 2430438/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл. - 6 07С 15/00

G 06G 7/52

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (53) УДК 681.325(088.8) (45) Дата опубликования описания 21.04.78 (72) Авторы изобретения

А. Е. Леусенко и В. Н. Ярмолик

Минский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для получения полосового случайного процесса при моделировании случайных полосовых вибраций на ЭВМ, а также в качестве задающей àïïàратуры для воспроизведения случайных вибраций при исследовании надежности с помощью вибростендов.

Известен генератор случайного процесса, содержащий источник шума, усилитель, колебачсльный контур, формирователь.

Недостаток такого генератора состоит в невозможности гибкой перестройки полосы случайного процесса по частотному диапазону в силу реализации данного генератора на аналоговых элементах. Особенно трудно получать полосовой случайный процесс в инфранизкочастотной области и добиться высокой стабильности характеристик подобного генератора (1).

Наиболее близок по технической сущности к изобретению генератор случайного процесса, содержащий регистр сдвига, вход которого служит входом генератора, сумматор, выход которого является выходом генератора, а входы соединены с выходами блока умножителей соответственно (2).

Недостаток указанного генератора заключается в наличии повторов на неосновных частотах, что снижает его точность.

Цель изобретения — повышение точности генератора путем уменьшения амплитуды повторов на неосновных частотах амплитудночастотной характеристики генератора.

Для этого в генератор введены преобразователь частоты, счетчик, дешифратор, преобразователь код — напряжение и блок ключей, выходы которых подключены к входам блока умножителей, первые входы — к выходам ре10 rrrcxpa сдвига соответственно, а вторые входы — к выходу преобразователя код — напряжение, входами связанного с выходами дешифратора, входы которого соединены с выходом счетчика, а вход счетчика через преобра15 зователь частоты подсоединен к входу «Сдвиг» регистра сдвига.

На фиг. 1 представлена структурная схема генератора; на фиг. 2, а — в приведсна временная диаграмма работы; на фпг. 3 — его амп20 лит1 дно-частотная характеристика.

Генератор содержит регистр 1 сдвига, блок умножителей 2, выходы которого соединсны с входами сумматора 3, преобразователь 4 частоты, вход которого соединен с входом

25 «Сдвиг» регистра 1, а выход через счстчик 5, дешифратор 6 II преобразователь 7 код — напряжение подключен к входам блока ключей

8, другие входы которого соединены с выходам регистра 1 сдвига, а выходы — с входа30 мп блока уж ожнтслей 2.

605226

Блок кл!очеи 8 коммутируют на входы умножителей 2 сигнал с выхода преобразователя 7 только тогда, когда на вторых входах блока ключей !1мсются г!иачспия двоичных случайных символов, равные «1». В этом случае ступенчатая функция (фиг. 2,в) умножается па соответствующий коэффициент цифрового нерекурсивного фильтра, в противном случае, т. е. если па вторых входах ключей 8 оказываются значения «О», коэффициенты умножаются на «О». Произведения весовых коэффициентов цифрового фильтра на ступенчатую функцию пли «О» суммируются на сумматоре

3. При поступлении очеред! ого импульса синхронизации перечисленная последовательность операций повторяется.

Опсраппи м;ожсния и суммирования выраж lloT операппю свертки случайного процесса

Х, умножсншгго на ступенчатую функцию с передаточной характеристикой цифрового фильтра. Вид спектра выходного процесса S (!)) определяется видом $! (а) -- спектра входного сигнала и $ со — амплитудно-частотной характеристики (спектра) цифрового полосового фильтра. $ (!1) остается без изменения, а

S! (!)) имеет впд (фиг. 3):

) >>

s1n ——

S,(!о) =А

2 2f

2 2f

«>

cos — — cos — —.

3 2f 6 2f с1)ункционированпс генератора происходит следующим образом.

11а первый разряд регистра 1 сдвига подаются двоичпыс случайпыс символы «О» или

«1», так назыв,cìûé бп!!арный «белый шум».

В каждый такт поступает новос значение двоичной случайной цифры, причем предыдущие знач ния сдвигаются последовательно в регистре 1. Сдвиг информации осуществляется по приходу импульса синхронизации. Преобразователь 4 частоты преобразует последовательность импульсов синхронизации в последовательность импульсов (см. фиг. 2, б), которые проходят на двухразрядпый двоичный счетчик 5.

Выходы двоичного счетчика подключены к входу дешифратора 6. Дешифратор имеет два входа и три выход;. На первом выходе появляется сигнал, когда в счетчике находится комоинация «ОО», на втором — если в счетчике комбинация «10» илп «11», а на третьем —— в слу ае комбинации «01». При подаче сигнала с первого выхода дешифратора 6 на преобр;зователь 7 па его выходе появляется уровень, равный Ul!. Когда поступает сигнал с второго выхода дешифратора, на выходе преобразователя 7 образуется напряжение 2У!1, а если сигнал подается с третьего выхода дешифратора, на выходе преобразователя 7 оказывается уровень напряжения 3 Ul!. Вид функциоilàëüíой з2висимости, воспроизводимой прсобр зоватслсм 7, изображен на временной диаграмме фиг. 2, в.

Vàê видно из фиг. 3, noðâûé повтор на и;1стоте cog почти нОлноcт!>!0 пОдав.!!е!!. В с.>1 час, когда ширина полосы пропускацпя равняется

1 (обы !но х!ен1,н!с) — л f,,.„ìàêñèìàльпая амп) литуда первого повтора па час !оте в! равна

11

S (u) == А, cos †. cos

16 11 11

24 -!8

10 — А 0,08;

/ на частоте сп!

sl n—

$ (!>!) = А, ) cos — cos — =- : А;

6 12 -,.) 20 на частоте ь1

s1n—

Э д

cos — —. cos—

6 12

$(а) =А

=(— ) А— и т. д.

30 Как видно из приведенных расчетов, ослабление повторов на

10 раз.

При построении генератора случайного процесса на базе нерекурсивного цифрового филь35 тра псе блоки этого гснсратора легко реализуются на элементах вычислительной !схники.

Генератор случайного процесса па базе нерекурсивного цифрового фильтра отличается простотой технической реализации. Построе40 нис подобного генератора позволяет получить высокий экономический эффект по сравнению с известными аналогами.

1!5

Формула изобретения

Генератор случайного процесса, содержащий регистр сдвига, вход которого является

50 входом генератора, сумматор, выход которого является выходом генератора, а входы соединены с выходами блока умножителей соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения точности генератора, оп содср)кит

55 преобразователь частоты, счетчик, дешифратор, преобразователь код — напряжение и блок ключей, выходы которых подключены к входам блока умножителей. первые входы— к выходам регистра сдвига соответственно, а

60 вторые входы — к выходу преобразователя код — напряжение, входы которого подключены к выходам дешифратора, входы которого соединены с выходом счетчика, вход которого через преобразователь частоты подкл!очсп к

65 входу «Сдвиг» регистра сдвига.

605226

Источники информации, принятые во внимание прц экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР № 376864, кл. Н ОЗВ 29/00, 1971.

2. Данилов Г. Г.; Штейнбок М. Г. Однополосная передача цифровык

«Связь», 1974.

605226

Л (1 и П Б 00 ll:

Оз а u юе ст

Рис 2. (j ) (ы) 1 г и /

1 г

Составитель A. Карасой

Тсхрсд А. Кямышникова

Коррскторвп Л. Брахнина и А. Степанова

Редактор И. Грузова

Почппспос

Закан 503j3

Типография, пр. Сапунова, 2

1 1зд. М 376 Тираж 734!

1ПО Государственного коиитста Совета Министров СССР по делам изобретений и or.<ðûTrré

113035, Москва, jK-35, Payrrrcr